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45鋼φ60mm電動機(jī)軸運(yùn)行不到半年就發(fā)生早期斷裂失效，造成生產(chǎn)事故。電動機(jī)軸工作中主要承受交變彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用。檢查發(fā)現(xiàn)，該電動機(jī)軸采用調(diào)質(zhì)處理，但未經(jīng)磨加工，車削痕跡明顯。經(jīng)分析缺陷產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)采用超音頻加熱爐進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，可有效避免缺陷的產(chǎn)生。
電動機(jī)軸宏觀斷口可分為帶狀區(qū)、光滑區(qū)和粗糙區(qū)三部分。在帶狀區(qū)和光滑區(qū)的連接處可見二次裂紋，其方向平行軸向擴(kuò)展，粗糙區(qū)域軸表面發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重擦傷痕跡，擦痕呈藍(lán)黑色，有明顯受熱跡象。
初步分析指出，該斷口屬疲勞斷口，疲勞裂紋源為軸表面切削加工痕跡，光滑區(qū)為疲勞裂紋穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展區(qū)，粗糙區(qū)為瞬斷區(qū)。
對電動機(jī)斷口進(jìn)行了金相觀察分析。軸心部金相組織為鐵素體和珠光體組織，晶粒度5級。沿軋制方向分布的粗大條狀鐵素體中，存在大量條狀分布、呈灰黑色的塑性夾雜物，EDS能譜分析該夾雜物為MnS，等級為3級。帶狀組織沿與基體間界線處有大量細(xì)小孔洞，二次裂紋沿此界線擴(kuò)展。帶狀區(qū)顯微硬度為190HV，比基體硬度（290HV）低很多，是裂紋擴(kuò)展薄弱區(qū)。
金相分析表明，該電動機(jī)軸曾堆焊加工，而堆焊層與基體的界線（即熔合線）處存在大量細(xì)小孔洞，在表層拉應(yīng)力的作用下，在熔合線薄弱處形成大量二次裂紋，裂紋擴(kuò)展在堆焊層下形成環(huán)狀二次裂紋，二次裂紋是疲勞裂紋源，在拉應(yīng)力作用下裂紋擴(kuò)展至斷裂；而電動機(jī)軸未進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，鋼中雜質(zhì)MnS含量高和帶狀薄弱區(qū)硬度很低等，促進(jìn)裂紋迅速擴(kuò)展，造成45鋼電動機(jī)軸疲勞斷裂早期失效事故。
防止電動機(jī)軸疲勞斷裂措施如下：
（1）電動機(jī)軸磨削加工，消除車削痕跡，消除疲勞裂紋源，提高電機(jī)軸表面精度。
（2）采用超音頻加熱爐進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，改善和細(xì)化組織，減少組織不均勻性。
（3）嚴(yán)格控制電動機(jī)軸45鋼雜質(zhì)含量及分布。
（4）改進(jìn)加工工藝，去除電動機(jī)軸堆焊加工，消除堆焊區(qū)萌發(fā)裂紋和裂紋擴(kuò)展（薄弱區(qū)域）條件，增強(qiáng)電動機(jī)軸整體強(qiáng)度和韌性指標(biāo)。
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